🔌 Zapojení rezistorů

Řada a větve

O čem to je

Na starém vánočním stromku zhasne jedna žárovička a s ní celý řetěz. Doma ale můžeš vypnout lampu a lednička jede dál. Rozdíl je v tom, jak jsou spotřebiče zapojené.

Když pochopíš dva základní způsoby zapojení, pochopíš elektřinu v celém domě.

Nové pojmy

Proud a napětíProud (I, ampéry) = kolik náboje proteče za sekundu. Napětí (U, volty) = jak silně zdroj proud žene.Zásuvka má 230 V.
Odpor a rezistorOdpor (R, ohmy Ω) = jak moc součástka brání proudu. Rezistor = součástka s daným odporem. Platí I = U : R.Rezistor 10 Ω.
Sériové zapojeníSoučástky za sebou v jedné řadě. Proud má jen jednu cestu.Starý vánoční řetěz.
Paralelní zapojeníSoučástky vedle sebe, každá ve své větvi. Proud se rozdělí do více cest.Spotřebiče v bytě.

Sériově: jedna cesta

  • Celý proud musí projít jednou součástkou po druhé → proud je všude stejný.
  • Každá součástka „spotřebuje“ kus napětí → napětí se dělí, jednotlivá napětí dají dohromady napětí zdroje.
  • Překážky se sčítají → celkový odpor je součet: R = R₁ + R₂.
  • Jedna praskne → přeruší cestu → nefungují všechny.

Paralelně: víc cest

  • Každá větev je připojená přímo ke zdroji → napětí je všude stejné.
  • Proud se rozdělí do větví a pak zase spojí → proud se dělí, proudy větvemi dají dohromady celkový.
  • Víc cest = proud teče snáz → celkový odpor je menší než nejmenší z odporů.
  • Jedna větev vypadne → ostatní fungují dál.

Vyzkoušej si to

Roztřiď vlastnosti: patří k sériovému, nebo paralelnímu zapojení?

Proč jsou spotřebiče v domácnosti zapojeny paralelně?
Každý dostane plné napětí 230 V a můžeš ho zapnout či vypnout, aniž bys ovlivnil ostatní.
Rezistory 10 Ω, 20 Ω a 30 Ω jsou zapojené sériově. Celkový odpor?
Sériově se odpory sčítají: 10 + 20 + 30 = 60 Ω.
✗Paralelně zapojené odpory se sčítají, takže celkový odpor je větší.
✓Paralelně je celkový odpor menší než nejmenší z odporů.

Každá další větev je nová cesta pro proud. Víc cest = proud teče snáz = menší odpor.

Sériově: proud stejný, napětí se dělí, R = R₁ + R₂. Paralelně: napětí stejné, proud se dělí, celkový odpor je menší než nejmenší.

Výpočty

O čem to je

Elektrotechnik má v šuplíku jen rezistory 10 Ω, ale potřebuje 5 Ω nebo 20 Ω. Stačí je správně zapojit a spočítat. Naučíš se to krok za krokem.

Nové pojmy

Ohmův zákonVztah mezi napětím U (V), proudem I (A) a odporem R (Ω): I = U : R, U = I · R, R = U : I.12 V na 6 Ω → I = 2 A.
Celkový (výsledný) odporOdpor jednoho rezistoru, kterým bys mohl nahradit celou skupinu, aniž by se v obvodu cokoli změnilo.Dva rezistory 10 Ω sériově nahradí jeden 20 Ω.
Sériové a paralelní zapojeníSériově = za sebou, jedna cesta. Paralelně = vedle sebe, každý ve své větvi.

Vzorce

SériověParalelně
proudvšude stejnýI = I₁ + I₂
napětíU = U₁ + U₂všude stejné
odporR = R₁ + R₂1/R = 1/R₁ + 1/R₂

Pro dva paralelní rezistory je rychlejší vzorec: R = (R₁ · R₂) : (R₁ + R₂) (součin lomeno součtem).

Rezistory 6 Ω a 3 Ω paralelně. Celkový odpor?
R = (6 · 3) : (6 + 3) = 18 : 9 = 2 Ω. Kontrola: je menší než 3 Ω, jak má být.
Dva rezistory po 10 Ω paralelně. Celkový odpor?
R = (10 · 10) : (10 + 10) = 100 : 20 = 5 Ω – dva stejné paralelně dají polovinu.

Celý obvod

Spočítej celkový odpor.
Ohmovým zákonem celkový proud: I = U : R.
U sériového: napětí na každém rezistoru U₁ = I · R₁.
U paralelního: na každém je napětí zdroje, proud větví I₁ = U : R₁.
Rezistory 4 Ω a 8 Ω sériově na zdroji 6 V. Jaký teče proud?
R = 4 + 8 = 12 Ω. I = 6 : 12 = 0,5 A.
Sériové rezistory 2 Ω a 4 Ω na 12 V. Jaké je napětí na rezistoru 4 Ω?
R = 6 Ω, I = 12 : 6 = 2 A. U = I · R = 2 · 4 = 8 V. (Na 2 Ω zbývá 4 V, dohromady 12 V.)
Rezistory 12 Ω a 12 Ω paralelně na 6 V. Celkový proud?
R = 144 : 24 = 6 Ω. I = 6 : 6 = 1 A (každou větví 0,5 A).
✗6 Ω a 3 Ω paralelně: 1/R = 1/6 + 1/3 = 1/2, tedy R = 1/2 Ω
✓1/R = 1/2, tedy R = 2 Ω

Vzorec dává převrácenou hodnotu 1/R. Na konci ji musíš ještě otočit.

Sériově R = R₁ + R₂, paralelně 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ (pro dva: součin : součet). Pak Ohmův zákon I = U : R.
🧵Odpor vodiče